如何在Linux中查看进程的多线程

方法/步骤

问题： 我的程序在其内部创建并执行了多个线程，我怎样才能在该程序创建线程后监控其中单个线程？我想要看到带有它们名称的单个线程详细情况（如，CPU/内存使用率）。

线程是现代操作系统上进行并行执行的一个流行的编程方面的抽象概念。当一个程序内有多个线程被叉分出用以执行多个流时，这些线程就会在它们之间共享 特定的资源（如，内存地址空间、打开的文件），以使叉分开销最小化，并避免大量高成本的IPC（进程间通信）通道。这些功能让线程在并发执行时成为一个高 效的机制。

在Linux中，程序中创建的线程（也称为轻量级进程，LWP）会具有和程序的PID相同的“线程组ID”。然后，各个线程会获得其自身的线程 ID（TID）。对于Linux内核调度器而言，线程不过是恰好共享特定资源的标准的进程而已。经典的命令行工具，如ps或top，都可以用来显示线程级 别的信息，只是默认情况下它们显示进程级别的信息。

这里提供了在Linux上显示某个进程的线程的几种方式。

方法一：PS

在ps命令中，“-T”选项可以开启线程查看。下面的命令列出了由进程号为<pid>的进程创建的所有线程。

1$ ps -T -p <pid>

“SID”栏表示线程ID，而“CMD”栏则显示了线程名称。

方法二： Top

top命令可以实时显示各个线程情况。要在top输出中开启线程查看，请调用top命令的“-H”选项，该选项会列出所有Linux线程。在top运行时，你也可以通过按“H”键将线程查看模式切换为开或关。

1$ top -H

要让top输出某个特定进程<pid>并检查该进程内运行的线程状况：

$ top -H -p <pid>

方法三： Htop

一个对用户更加友好的方式是，通过htop查看单个进程的线程，它是一个基于ncurses的交互进程查看器。该程序允许你在树状视图中监控单个独立线程。

要在htop中启用线程查看，请开启htop，然后按<F2>来进入htop的设置菜单。选择“设置”栏下面的“显示选项”，然后开启“树状视图”和“显示自定义线程名”选项。按<F10>退出设置。

现在，你就会看到下面这样单个进程的线程视图。

　转载自fychit创意空间 很早以前就想写写linux下多线程编程和windows下的多线程编程了，但是每当写时又不知道从哪个地方写起，怎样把自己知道的东西都写出来，下面我就谈谈linux多线程及线程同步，并将它和windows的多线程进行比较，看看他们之间有什么相同点和不同的地方。

　　其实最开始我是搞windows下编程的，包括windows编程，windows 驱动，包括usb驱动，ndis驱动,pci驱动，1394驱动等等，同时也一条龙服务，做windows下的应用程序开发，后面慢慢的我又对linux开发产生比较深的兴趣和爱好，就转到搞linux开发了。在接下来的我还会写一些博客，主要是写linux编程和windows编程的区别吧，现在想写的是linux下usb驱动和windows下usb驱动开发的区别，这些都是后话，等我将linux多线程和windows多线程讲解完后，我再写一篇usb驱动，谈谈windows 和linux usb驱动的东东。好了，言归正传。开始将多线程了。

　　首先我们讲讲为什么要采用多线程编程，其实并不是所有的程序都必须采用多线程，有些时候采用多线程，性能还没有单线程好。所以我们要搞清楚，什么时候采用多线程。采用多线程的好处如下：

　　(1)因为多线程彼此之间采用相同的地址空间，共享大部分的数据，这样和多进程相比，代价比较节俭，因为多进程的话，启动新的进程必须分配给它独立的地址空间，这样需要数据表来维护代码段，数据段和堆栈段等等。

　　(2)多线程和多进程相比，一个明显的优点就是线程之间的通信了，对不同进程来说，它们具有独立的数据空间，要进行数据的传递只能通过通信的方式进行，这种方式不仅费时，而且很不方便。但是对于多线程就不一样了。他们之间可以直接共享数据，比如最简单的方式就是共享全局变量。但是共享全部变量也要注意哦，呵呵，必须注意同步，不然后果你知道的。呵呵。

　　(3)在多cpu的情况下，不同的线程可以运行不同的cpu下，这样就完全并行了。

　　反正我觉得在这种情况下，采用多线程比较理想。比如说你要做一个任务分2个步骤，你为提高工作效率，你可以多线程技术，开辟2个线程，第一个线程就做第一步的工作，第2个线程就做第2步的工作。但是你这个时候要注意同步了。因为只有第一步做完才能做第2步的工作。这时，我们可以采用同步技术进行线程之间的通信。

　　针对这种情况，我们首先讲讲多线程之间的通信，在windows平台下，多线程之间通信采用的方法主要有：

　　(1)共享全局变量,这种方法是最容易想到的，呵呵，那就首先讲讲吧，比如说吧，上面的问题，第一步要向第2步传递收据，我们可以之间共享全局变量，让两个线程之间传递数据，这时主要考虑的就是同步了，因为你后面的线程在对数据进行操作的时候，你第一个线程又改变了数据的内容，你不同步保护，后果很严重的。你也知道，这种情况就是读脏数据了。在这种情况下，我们最容易想到的同步方法就是设置一个bool flag了，比如说在第2个线程还没有用完数据前，第一个线程不能写入。有时在2个线程所需的时间不相同的时候，怎样达到最大效率的同步，就比较麻烦了。咱们可以多开几个缓冲区进行操作。就像生产者消费者一样了。如果是2个线程一直在跑的，由于时间不一致，缓冲区迟早会溢出的。在这种情况下就要考虑了，是不让数据写入还是让数据覆盖掉老的数据，这时候就要具体问题具体分析了。就此打住，呵呵。就是用bool变量控制同步，linux 和windows是一样的。

　　既然讲道了这里，就再讲讲其它同步的方法。同样 针对上面的这个问题，共享全局变量同步问题。除了采用bool变量外，最容易想到的方法就是互斥量了。呵呵，也就是传说中的加锁了。windows下加锁和linux下加锁是类似的。采用互斥量进行同步，要想进入那段代码，就先必须获得互斥量。

　　linux上互斥量的函数是：

　　windows下互斥量的函数有：createmutex 创建一个互斥量，然后就是获得互斥量waitforsingleobject函数，用完了就释放互斥量ReleaseMutex(hMutex)，当减到0的时候 内核会才会释放其对象。下面是windows下与互斥的几个函数原型。

　　HANDLE WINAPI CreateMutex(

　　__in LPSECURITY_ATTRIBUTES lpMutexAttributes,

　　__in BOOL bInitialOwner,

　　__in LPCTSTR lpName

　　);

　　可以可用来创建一个有名或无名的互斥量对象

　　第一参数 可以指向一个结构体SECURITY_ATTRIBUTES　一般可以设为null；

　　第二参数 指当时的函数是不是感应感应状态 FALSE为当前拥有者不会创建互斥

　　第三参数 指明是否是有名的互斥对象 如果是无名 用null就好。

　　DWORD WINAPI WaitForSingleObject(

　　__in HANDLE hHandle,

　　__in DWORD dwMilliseconds

　　);

　　第一个是 创建的互斥对象的句柄。第二个是 表示将在多少时间之后返回 如果设为宏INFINITE 则不会返回 直到用户自己定义返回。

　　对于linux操作系统，互斥也是类似的，只是函数不同罢了。在linux下，和互斥相关的几个函数也要闪亮登场了。

　　pthread_mutex_init函数：初始化一个互斥锁；

　　pthread_mutex_destroy函数：注销一个互斥锁；

　　pthread_mutex_lock函数：加锁，如果不成功，阻塞等待；

　　pthread_mutex_unlock函数：解锁；

　　pthread_mutex_trylock函数：测试加锁，如果不成功就立即返回，错误码为EBUSY;

　　至于这些函数的用法，google上一搜，就出来了，呵呵，在这里不多讲了。windows下还有一个可以用来保护数据的方法，也是线程同步的方式

　　就是临界区了。临界区和互斥类似。它们之间的区别是，临界区速度快，但是它只能用来同步同一个进程内的多个线程。临界区的获取和释放函数如下：

　　EnterCriticalSection() 进入临界区; LeaveCriticalSection()离开临界区。 对于多线程共享内存的东东就讲到这里了。

　　(2)采用消息机制进行多线程通信和同步，windows下面的的消息机制的函数用的多的就是postmessage了。Linux下的消息机制，我用的较少，就不在这里说了，如果谁熟悉的，也告诉我，呵呵。

　　(3)windows下的另外一种线程通信方法就是事件和信号量了。同样针对我开始举得例子，2个线程同步，他们之间传递信息，可以采用事件(Event)或信号量(Semaphore),比如第一个线程完成生产的数据后，就必须告诉第2个线程，他已经把数据准备好了，你可以来取走了。第2个线程就把数据取走。呵呵，这里可以采用消息机制，当第一个线程准备好数据后，就直接postmessage给第2个线程，按理说采用postmessage一个线程就可以搞定这个问题了。呵呵，不是重点，省略不讲了。

　　对于linux，也有类似的方法，就是条件变量了，呵呵，这里windows和linux就有不同了。要特别讲讲才行。

　　对于windows，采用事件和信号量同步时候，都会使用waitforsingleobject进行等待的，这个函数的第一个参数是一个句柄，在这里可以是Event句柄，或Semaphore句柄，第2个参数就是等待的延迟，最终等多久，单位是ms，如果这个参数为INFINITE，那么就是无限等待了。释放信号量的函数为ReleaseSemaphore（）；释放事件的函数为SetEvent。当然使用这些东西都要初始化的。这里就不讲了。Msdn一搜，神马都出来了，呵呵。神马都是浮云！

　　对于linux操作系统，是采用条件变量来实现类似的功能的。Linux的条件变量一般都是和互斥锁一起使用的，主要的函数有：

　　pthread_mutex_lock ,

　　pthread_mutex_unlock,

　　pthread_cond_init

　　pthread_cond_signal

　　pthread_cond_wait

　　pthread_cond_timewait

还是printf的问题，需要在每个输出后面加个\n或者fllush（stdout）强制输出就可以了

另外指出一点，pthread线程函数原型应该是void func(void)

超线程从硬件层面理解，即一个CPU的部件（可以理解为核）同时执行多条指令，表现就是同时执行多个线程。

多线程是软件层面的概念，比如CPU只有一个核，通过线程调度可以在一个时间段内运行多个程序或任务，但实际任何时刻只执行一个线程。

在网上看到这个系列的http://wwwibmcom/developerworks/cn/linux/thread/posix_thread2/indexhtml文章对Linux下的POSIX线程编程方法阐述的十分的清晰，小弟目前关心要学习线程同步中的条件变量的使用方法，转载一下呵呵

互斥对象是线程程序必需的工具，但它们并非万能的。例如，如果线程正在等待共享数据内某个条件出现，那会发生什么呢？代码可以反复对互斥对象锁定和解锁， 以检查值的任何变化。同时，还要快速将互斥对象解锁，以便其它线程能够进行任何必需的更改。这是一种非常可怕的方法，因为线程需要在合理的时间范围内频繁 地循环检测变化。

在每次检查之间，可以让调用线程短暂地进入睡眠，比如睡眠三秒钟，但是因此线程代码就无法最快作出响应。真正需要的是这样一种方法，当线程在等待满足某些 条件时使线程进入睡眠状态。一旦条件满足，还需要一种方法以唤醒因等待满足特定条件而睡眠的线程。如果能够做到这一点，线程代码将是非常高效的，并且不会 占用宝贵的互斥对象锁。这正是 POSIX 条件变量能做的事！

本文是 POSIX 线程三部曲系列的最后一部分，Daniel 将详细讨论如何使用条件变量。条件变量是 POSIX 线程结构，可以让您在遇到某些条件时“唤醒”线程。可以将它们看作是一种线程安全的信号发送。Daniel 使用目前您所学到的知识实现了一个多线程工作组应用程序，本文将围绕着这一示例而进行讨论。

条件变量详解

在 上一篇文章结 束时，我描述了一个比较特殊的难题：如果线程正在等待某个特定条件发生，它应该如何处理这种情况？它可以重复对互斥对象锁定和解锁，每次都会检查共享数据 结构，以查找某个值。但这是在浪费时间和资源，而且这种繁忙查询的效率非常低。解决这个问题的最佳方法是使用 pthread_cond_wait() 调用来等待特殊条件发生。

了解 pthread_cond_wait() 的作用非常重要 -- 它是 POSIX 线程信号发送系统的核心，也是最难以理解的部分。

首先，让我们考虑以下情况：线程为查看已链接列表而锁定了互斥对象，然而该列表恰巧是空的。这一特定线程什么也干不了 -- 其设计意图是从列表中除去节点，但是现在却没有节点。因此，它只能：

锁定互斥对象时，线程将调用 pthread_cond_wait(&mycond,&mymutex)。pthread_cond_wait() 调用相当复杂，因此我们每次只执行它的一个操作。

pthread_cond_wait() 所做的第一件事就是同时对互斥对象解锁（于是其它线程可以修改已链接列表），并等待条件 mycond 发生（这样当 pthread_cond_wait() 接收到另一个线程的“信号”时，它将苏醒）。现在互斥对象已被解锁，其它线程可以访问和修改已链接列表，可能还会添加项。

此 时，pthread_cond_wait() 调用还未返回。对互斥对象解锁会立即发生，但等待条件 mycond 通常是一个阻塞操作，这意味着线程将睡眠，在它苏醒之前不会消耗 CPU 周期。这正是我们期待发生的情况。线程将一直睡眠，直到特定条件发生，在这期间不会发生任何浪费 CPU 时间的繁忙查询。从线程的角度来看，它只是在等待 pthread_cond_wait() 调用返回。

现在继续说明，假设 另一个线程（称作“2 号线程”）锁定了 mymutex 并对已链接列表添加了一项。在对互斥对象解锁之后，2 号线程会立即调用函数 pthread_cond_broadcast(&mycond)。此操作之后，2 号线程将使所有等待 mycond 条件变量的线程立即苏醒。这意味着第一个线程（仍处于 pthread_cond_wait() 调用中）现在将苏醒。

现 在，看一下第一个线程发生了什么。您可能会认为在 2 号线程调用 pthread_cond_broadcast(&mymutex) 之后，1 号线程的 pthread_cond_wait() 会立即返回。不是那样！实际上，pthread_cond_wait() 将执行最后一个操作：重新锁定 mymutex。一旦 pthread_cond_wait() 锁定了互斥对象，那么它将返回并允许 1 号线程继续执行。那时，它可以马上检查列表，查看它所感兴趣的更改。